摘要:呼吸道合胞病毒(RSV)是嬰幼兒和老年人嚴重呼吸道疾病的主要元兇,但現有疫苗存在免疫持久性不足的問題。本文介紹一項突破性研究:通過在 RSV 的融合蛋白(PreF)胞質尾端插入 EABR(ESCRT/ALIX 結合區域) motif,構建出能形成包膜病毒樣顆粒(eVLPs)的 PreF-EABR mRNA 疫苗。小鼠實驗顯示,該疫苗誘導的中和抗體水平更高、持續時間更長,1μg 劑量即可達到傳統疫苗 2.5μg 的保護效果,并能激活更強的生發中心 B 細胞和記憶 B 細胞反應。其核心機制在于激活toll 樣受體通路和血小板相關信號,延長抗體壽命。這項研究不僅為 RSV 疫苗研發提供了新方向,更為其他疫苗的長效化設計提供了借鑒。一、RSV 的威脅與疫苗研發的 “老大難” 問題1. RSV:嬰幼兒和老年人的 “隱形殺手”
呼吸道合胞病毒(RSV)是一種單鏈負義 RNA 病毒,看似 “普通”,卻每年導致全球近 3200 萬 5 歲以下兒童感染,其中約 6 萬人死亡。幾乎所有兒童在 2 歲前都會經歷至少一次 RSV 感染,而老年人和免疫低下人群感染后,重癥和死亡風險顯著升高。
但 RSV 的 “狡猾” 之處在于:自然感染無法誘導持久免疫保護。多數人會反復感染,這給疫苗研發帶來巨大挑戰。
2. 疫苗研發的 “前車之鑒” 與現有困境
早在 20 世紀 60 年代,首款實驗性 RSV 疫苗(福爾馬林滅活疫苗,FI-RSV)因引發疫苗增強性疾病(VED)導致接種嬰幼兒病情加重,成為疫苗研發史上的 “痛點”。此后近 50 年,RSV 疫苗進展緩慢。
直到近年,基于穩定化 PreF 蛋白(融合前構象的 F 蛋白)的疫苗才取得突破,兩款重組蛋白疫苗(Arexvy、Abrysvo)和一款 mRNA 疫苗(mRESVIA)獲批用于 60 歲以上人群,臨床試驗中對下呼吸道疾病的保護率達 83.7%。但最新數據顯示,這些疫苗的保護效力在 18 個月后降至 50%,長效性不足成為新的瓶頸。
二、技術創新:用 eVLPs 讓 mRNA 疫苗 “更持久”1. 從 “裸露抗原” 到 “包裹顆粒”:eVLPs 技術的誕生
mRNA 疫苗通過編碼病毒抗原激發免疫反應,但傳統設計中,抗原多以 “裸露” 形式存在,免疫暴露時間短,難以誘導長期記憶。
2023 年,科學家開發出EABR 技術:在病毒膜蛋白的 C 端添加 EABR motif(能結合細胞內 ESCRT 通路蛋白的區域),使其自我組裝成包膜病毒樣顆粒(eVLPs)。這種顆粒兼具細胞表面抗原展示和分泌型顆粒釋放的 “雙重特性”,可延長免疫細胞與抗原的接觸時間,增強 B 細胞反應。該技術已在新冠疫苗中驗證效果,但尚未用于 RSV 疫苗。
2. 首款 RSV eVLPs 疫苗:PreF-EABR 的設計思路
研究團隊將 EABR 技術應用于 RSV 的 PreF 蛋白:
截斷 PreF 的胞質尾端(CT 區域),保留關鍵氨基酸以維持膜表面表達;
在截斷后的 CT 區域添加 EABR motif 和內吞預防基序(EPM),前者促進 eVLPs 組裝,后者減少抗原被細胞內吞降解;
最終形成的PreF-EABR 蛋白既能在細胞表面表達,又能釋放到細胞外形成 eVLPs(圖 1)。
圖 1 左:PreF-EABR 的結構設計,包括信號肽(SP)、跨膜區(TM)、EABR 和 EPM 基序;右:eVLPs 的電鏡圖像及外泌體標志物檢測(CD9、CD63 等)。
三、小鼠實驗證實:PreF-EABR 疫苗的 “超能力”1. 抗體反應:滴度更高,持續更久
研究團隊給小鼠接種不同劑量(0.5μg、1μg、2.5μg)的 PreF-EABR mRNA 疫苗,并與傳統 PreF mRNA 疫苗對比,發現:
prime 免疫后:PreF-EABR 組的 RSV 特異性 IgG 和中和抗體(針對 RSV Long 株和 B1 株)水平顯著更高,且呈劑量依賴性;
加強免疫后:2.5μg PreF-EABR 誘導的中和抗體滴度是傳統疫苗的 5.3 倍(Long 株)和 2.6 倍(B1 株);
長期跟蹤(20 周):兩組抗體均下降,但 PreF-EABR 組的中和抗體滴度仍顯著更高,顯示更強的持久性(圖 2)。
圖 2 左:不同時間點的 PreF 特異性 IgG 水平;中、右:針對 RSV Long 株和 B1 株的中和抗體滴度變化。
2. T 細胞反應:CD4? T 細胞增強,CD8? T 細胞減少
兩種疫苗均能誘導劑量依賴性的Th1 型細胞因子(IL-2、IFN-γ、TNF-α)分泌,但存在差異:
PreF-EABR 組的IFN-γ?CD4? T 細胞比例更高,可能與 eVLPs 通過 MHC II 類分子更高效激活輔助性 T 細胞有關;
傳統疫苗的IFN-γ?CD8? T 細胞比例更高,推測因 PreF-EABR 截斷了含 CD8? T 細胞表位的 CT 區域(圖 2e-j)。
給小鼠接種疫苗 4 周后,用 RSV Long 株滴鼻攻擊,結果顯示:
病毒載量:1μg PreF-EABR 組的肺和鼻組織病毒量與 2.5μg 傳統疫苗相當,顯著低于對照組;
病理損傷:PreF-EABR 組的肺泡炎、間質性肺炎等病變更輕,黏液分泌更少;
相關性分析:中和抗體滴度與病毒載量呈強負相關(R=-0.85),證實抗體是保護的關鍵(圖 3)。
圖 3 上:肺和鼻組織中的 RSV 載量;下:肺組織病理評分(左)和黏液染色(右)。
四、長效免疫的 “秘密武器”:更強的 B 細胞記憶與 innate 免疫激活1. 生發中心與記憶 B 細胞:免疫記憶的 “制造工廠”
長效免疫依賴生發中心(GC)B 細胞分化為記憶 B 細胞(MBCs)和長壽漿細胞(LLPCs)。實驗發現:
PreF-EABR 組的總 GC B 細胞和F 蛋白特異性 GC B 細胞在淋巴結和脾臟中比例更高;
濾泡輔助性 T 細胞(Tfh)數量顯著增加,為 B 細胞提供更強輔助信號;
20 周后,PreF-EABR 組的F 特異性 MBCs比例仍顯著高于傳統疫苗組(圖 4)。
圖 4 左:淋巴結中 GC B 細胞比例;右:脾臟中 F 特異性記憶 B 細胞數量。
2. 分子機制: innate 免疫通路的 “全面激活”
通過對小鼠外周血單個核細胞(PBMCs)的轉錄組分析,發現 PreF-EABR 疫苗顯著激活以下通路:
toll 樣受體(TLR)通路 :TLR3、TLR9 等基因上調,增強抗原識別;
趨化因子信號:CXCL1、CCL3 等表達增加,促進免疫細胞募集;
血小板激活通路:Gp1ba、Itga2b 等基因上調,可能通過血小板相關信號延長抗體壽命;
細胞因子分泌:IL-6、TNF-α、IFN-γ 等促炎因子水平升高,強化免疫啟動(圖 5)。
圖 5 左:KEGG 富集分析顯示的關鍵通路;右:血清中細胞因子水平檢測結果。
五、意義與展望:從 RSV 到更多疫苗的 “長效化” 啟示1. 解決 RSV 疫苗的核心痛點
現有 RSV mRNA 疫苗的保護期短(18 個月降至 50%),而 PreF-EABR 疫苗通過 eVLPs 技術實現低劑量、高持久的保護,不僅降低生產成本,還可能減少副作用(如免疫過度激活),為嬰幼兒和老年人接種提供更優選擇。
2. 技術輻射:eVLPs 或成疫苗研發 “通用工具”
EABR 技術的 “雙重抗原展示” 特性(細胞表面 + 分泌顆粒)可推廣至其他病毒疫苗,如流感、HIV 等,尤其適合需要長效記憶免疫的病原體。
3. 未來挑戰
動物模型擴展:需在棉鼠(RSV 研究的經典模型)和非人靈長類中驗證效果;
臨床轉化:評估 EABR 和 EPM 基序是否引發額外免疫反應,確保安全性;
機制深化:需明確血小板信號如何具體調控抗體壽命,為優化設計提供依據。
這項研究通過抗原工程與eVLPs 技術的結合,首次實現了 RSV mRNA 疫苗的長效化突破,其核心價值不僅在于一款疫苗的成功,更在于為疫苗研發提供了 “增強免疫記憶” 的新范式。隨著后續研究推進,我們有望在不久的將來,看到這款疫苗從實驗室走向臨床,為全球億萬兒童和老年人筑起對抗 RSV 的 “長效防線”。
識別微信二維碼,添加生物制品圈小編,符合條件者即可加入
生物制品微信群!
請注明:姓名+研究方向!
本公眾號所有轉載文章系出于傳遞更多信息之目的,且明確注明來源和作者,不希望被轉載的媒體或個人可與我們聯系(cbplib@163.com),我們將立即進行刪除處理。所有文章僅代表作者觀不本站。
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.